[發明專利]風電機組運行狀態閾值曲線確定方法、評價方法及系統

有效

• 申請號: 202011544950.2
• 申請日: 2020-12-24
• 公開（公告）號: CN112287621B
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 賈海坤;秦世耀;王瑞明;薛揚;付德義;龔利策;趙娜;王安慶;李松迪
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院有限公司
• 主分類號: G06F30/28
• 分類號: G06F30/28;G06Q10/06;G06Q50/06;G06F113/08;G06F113/06;G06F119/14
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

本發明提供了一種風電機組運行狀態閾值曲線確定方法、評價方法及系統，包括：在風電機組運行期間，采集風電機組的選定部件的運行參量數據和環境參量數據；基于所述環境參量數據和所述風電機組選定部件，從基于機型設計仿真數據確定的風電機組運行狀態閾值曲線或基于樣機測試數據確定的風電機組運行狀態閾值曲線中選擇閾值曲線；基于所述閾值曲線與所述運行參量數據對所述風電機組運行狀態進行評價；從而對風電機組的運行狀態進行實時評價，提高了評估效率和準確性；建立風電機組運行狀態評價與分析方法對確保風電機組安全、可靠、穩定運行具有重要的價值。

技術領域

本發明涉及風電機組和控制技術領域，具體涉及一種風電機組運行狀態閾值曲線確定方法、評價方法及系統。

背景技術

較早時期，專家或者技術人員根據經驗，對機組設備在運行過程中的肉眼觀察到的特征如振動、噪聲、溫度等數據來確定設備的運行狀態。這種方式屬于人工診斷，只能把設備狀態簡單的判別為正常或故障，且受個人的經驗、主觀因素等影響，診斷準確率不高。隨著機組結構復雜度不斷增加，人工診斷已經無法滿足風電機組評價的需求。

風電機組在線監測和狀態評估已經引起國內外研究人員和工程師的重視，目前在工程中得到推廣應用的技術主要通過監測關鍵部件的狀態監測信息數據，運用特定的數據處理和故障診斷方法，對風電機組運行過程中的健康狀態進行評價。

當前大多數針對大型風電機組運行狀態評價的技術，都是狀態監測技術，主要通過對關鍵部件安裝監測裝置或傳感器采集運行過程中的信號來實現，例如塔筒、葉片、變槳軸承、偏航軸承、主軸、齒輪箱、發電機等部件的受力、應變、溫度、振動等狀態的監測。

隨著風電產業的快速發展，風力發電機組的單機容量的成大型化發展趨勢。風電場也由陸地向海上發展。當前，中國風電機組產品形成較為完整的序列，國內最大容量10MW機組已經下線。風電機組設計壽命一般為20~25年，由于實際運行環境與設計參量存在一定的差異，風電機組的實際運行狀態不能夠完全滿足設計中的理想模型。另外，對于海上風電機組，由于復雜的運行環境、苛刻的檢修條件和更高的運維成本，風電機組的運行狀態評價將更為得到重視。

風電場地處偏僻，分布范圍廣，且機艙高度一般幾十米甚至更高，一旦發生故障將難以及時發現并維修，隨之也增加運維成本，造成了經濟損失。為了保障風電機組的安全穩定運行，降低機組故障率，降低風電機組運維成本，提高風力發電機組的利用率、可靠性以及壽命顯得越來越重要，風電機組狀態監測信息是客觀有效反映風電機組的運行狀態的直接依據。

發明內容

為了解決現有風電機組運行狀態評估的不足，本發明提供一種風電機組運行狀態閾值曲線確定方法，包括：

將風電機組設計風速區間劃分為多個理想風速；

基于每個理想風速分別生成多個湍流風；

對各理想風速、各理想風速對應的多個湍流風，分別利用所述風電機組仿真方法對所述風電機組進行計算，得到各理想風速下風電機組以及各選定部件對應的理想風速下的仿真結果和各湍流風速下的仿真結果；

基于所有理想風速下的仿真結果和所有湍流風速下的仿真結果的相關性確定運行評價系數，根據運行系數分布情況確定閾值曲線。

優選的，所述基于每個理想風速分別生成多個湍流風，包括：

對每個理想風速，使用設計風速的湍流系數和剪切指數，生成多個隨機湍流風文件。

優選的，所述對各理想風速、各理想風速對應的多個湍流風，分別利用所述風電機組仿真方法對所述風電機組進行計算，得到各理想風速下風電機組以及各選定部件對應的理想風速仿真結果和各湍流仿真結果，包括：

基于所述風電機組仿真模型，將各理想風速輸入所述風電機組仿真模型進行仿真計算，得到風電機組以及各部件在各理想風速下的第一時序仿真結果；